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1、微机原理知识点总结【最新】微机原理知识点总结微机原理知识点总结 第一章 2.计算机控制系统由哪几局部组成?各有什么作用? 答:计算机微机控制系统包括软件和硬件.硬件是由计算机,接口电路,外围设备和生产对象等组成.软件是由安装在计算机系统的程序实现具体功能的应用程序组成.1计算机即主机根据输入通道送来的被控对象状态参数进行信息处理.分析.计算做出控制决策,通过输出通道发出控制命令2接口电路也称I/O接口是主机与外部设备输入/输出通道进行信息交换的纽带3过程通道也称I/O通道是主机与被控对象实现信息传送与交换的通道4外围设备指便于人员操作喝计算机对话使操作人员及时了解生产.加工过程的状态5系统程序

2、即系统软件是计算机运行的根底是用于管理.调度操作计算机各种资源,实现对系统的监控与诊断,提供各种支持开发的程序6应用程序即应用软件一般指用户根据控制对象控制要求自行编制的各种程序,以方便系统开发 5.什么事工业控制计算机?IPC工业控制机的特点有哪些? 答:工业控制计算机简称工控机是一种面向工业控制,采用标准总线技术和开放式体系机构的计算机 IPC特点:1采用加固型工业标准机箱,以到达防震.防尘.防冲击.抗电磁屏蔽并良好通风散热功能2取代PC的大母板结构,整机采用总线式一体化主板易于更换3增加电源的功率裕量,加强电压的浪涌抑制喝抗干扰措施4I/O插卡采用工业级元件,开发设计使用工业系列板卡5具

3、有多种通信网卡和通信软件支持极易构成多机分布控制系统6丰富的软件支持包括多化务操作系统.数据库等工业应用软件 9:计算机控制技术的开展趋势有哪些? 答:1综合自动化2网络化3智能控制系统4虚拟化5绿色化 第二章 1.什么是借口?计算机控制系统为什么要用I/O接口电路? 答:由于过程通道或外部设备是不能直接与中央处理单元CPU相连,因为他们的速度和数据格式不一定相同信号形式也不一定匹配.为了便于两者之间交换信息修要通过一个中间环节将CPU和外部通道联系起来该中间环节即为借口. I/O接口是主机和外部设备之间交换的信息的连接部件,是计算机控制系统各通道中多个设备协调一致的工作保证,是过程通道和人机

4、联系系统设计的根底.它具有电子交换.数据交换缓冲和状态信息提供等功能.所以用I/O接口电路. 6.试述采样保持器作用及原理,是否所有的模拟量输入都需要采样保持器? 答:采样保持器的主要作用为: 为A/D转换器提供恒定的转换信号. 1在采样时间内,快速跟踪输入的模拟信号;在保持时间内,保持采样值不变,2在多路采样系统中,通过采样保持器,可以实现多路信号的同步采样.3在模拟量输出通道中,作为零阶保持器,复现离散的数字信号. 4在多路输出通道中,把一个D/A转换器的输出分配到几个输出点,也常利用 采样保持器保证输出的稳定性. 工作原理: 模拟开关AS闭合时,进入采样状态跟踪,由于A1输出阻抗小,A1

5、输出端给电容CH快速充电,输出跟随输入变化;模拟开关AS断开时,进入保持状态,由于 A2输入阻抗大,输入电流几乎为0,保证输出端的电压值不变. 第二问答案并非所以模拟量输入都需要采样保持器,只有输入信号频率较高时,由于孔径存在,造成误差大,为防止这种误差必须在A/D转换开始前跟踪输入信号,即对信号进行采样. 11.什么是串模干扰和共模干扰,如何抑制? 串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰信号,也称横向干扰或正态干扰. 抑制方法:1参加输入滤波器. 2对被测信号尽可能早地进行信号放大,以提高电路中的信号噪声比;或者尽 可能早地完成A/D转换再进行长线传输;或者采用隔离和屏蔽等措施.3从选择元器件人

6、手,利用逻辑器件的特性来抑制串模干扰. 4可采用屏蔽双绞线或同轴电缆连接一次仪表和转换设备减少电磁感应.5利用数字滤波技术对已进入计算机的串模干扰进行数据处理,共模干扰是指A/D转换器两个输入端上共有的干扰电压. 抑制方法:1利用双端输入的放大器作前置放大器,如AD521等. 2利用变压器或光电耦合器把各种模拟负载和数字信号隔离,即模拟地与数字地断开,被测信号通过变压器或光电耦合器获得通路,而共模干扰不能形成 回路而得到抑制. 第三章 1.数字控制器与模拟调节器相比拟有什么优点?答:1采用软件编程,数字控制器能够实现复杂控制算法和灵活多样的控制规律.通过选择不同的控制程序即可实现控制参数的修改

7、和控制方式的改变,从而方便调节品质的改善.2计算机具有分时控制能力,可实现多回路控制.可用一台计算机对不同的回路实现不同的控制方式. 第四章 1.最小拍系统设计要求是什么? 答:1准确性.对典型的参考输入信号,在系统到达稳态后,采样时刻的输出值能准确跟踪输入信号,不存在静差. 2快速性.在各种使系统在有限拍内到达稳态的设计中,系统准确跟踪输入信号所需的采样周期数应为最少. 3物理可实现性.数字控制器必须在物理上是可以实现的.4稳定性.闭环系统必须是稳定的.2.最小拍系统设计局限性?答:1对输入信号适应性差2对参数变化敏感3有波纹第五章 1.简述常用数字滤波方法有哪几种?它们各自有什么优缺点?

8、1中值滤波:优点:对于去掉偶然因素引起的波动或采样不稳定而造成的误差所引起的脉动干扰比拟有效缺点:对变化快的参数不宜采用 2程序判断滤波:优点:采样信号由于随机干扰如大功率启动或停止以及变速器不 稳定引起失真时采用缺点:确定y不灵活,不能反映采样点N3时的干扰情况 3平均值滤波优点:适合在某一数值附近上下波动,缺点:测量速度较慢4一阶滞后滤波优点:适合于越大截止频率越低缺点:不宜制作第六章 4.比拟现场总线控制系统和集散控制控制异同?1现场总线系统打破了传统控制系统的结构形式2系统控制系统采用一对一连线 3现场总线系统采用智能现场设备实现彻底的分散控制4现场设备不再需要模拟/数字,数字/模拟转

9、换部件6.简述现场总线的优点?1节省硬件数量与投资2节省安装费用3节省维护开销 4用户具有高度的系统集成主动权5提高了系统的准确性与可靠性 第七章 1.简述微型计算机控制系统设计一般步骤 准备阶段 设计阶段1.总体设计2.硬件设计3.算法设计4.软件设计仿真及调试阶段现场调试运行阶段 3.设计微型计算机控制系统总体方案时应考虑哪些问题? 一.确定系统任务与控制方案 二.确定系统的构成方式三.检测元件选择四.执行机构选择 五.软.硬件功能划分六.其它方面的考虑 扩展阅读:微机原理知识点总结 微机原理复习总结 第1章根底知识 计算机中的数制BCD码 与二进制数11001011B等值的压缩型BCD码

10、是11001011B.F第2章微型计算机概论 计算机硬件体系的根本结构 计算机硬件体系结构根本上还是经典的冯诺依曼结构,由运算器.控制器.存储器.输入设备和输出设备5个根本局部组成. 计算机工作原理 1.计算机由运算器.控制器.存储器.输入设备和输出设备5个根本局部组成.2.数据和指令以二进制代码形式不加区分地存放在存储器重,地址码也以二进制形式;计算机自动区 分指令和数据. 3.编号程序事先存入存储器.微型计算机系统 是以微型计算机为核心,再配以相应的外围设备.电源.辅助电路和控制微型计算机工作的软件而构成的完整的计算机系统. 微型计算机总线系统 数据总线DB双向.控制总线CB双向.地址总线

11、AB单向;8086CPU结构 包括总线接口局部BIU和执行局部EUBIU负责CPU与存储器,输入/输出设备之间的数据传送,包括取指令.存储器读写.和I/O读写等操作. EU局部负责指令的执行. 存储器的物理地址和逻辑地址物理地址段地址后加4个0B偏移地址段地址10十六进制偏移地址逻辑段: 1).可开始于任何地方只要满足最低位为0H即可2).非物理划分3).两段可以覆盖 1.8086为16位CPU,说明A A.8086CPU内有16条数据线B.8086CPU内有16个存放器C.8086CPU内有16条地址线D.8086CPU内有16条控制线解析:8086有16根数据线,20根地址线;2.指令指针

12、存放器IP的作用是A A.保存将要执行的下一条指令所在的位置B.保存CPU要访问的内存单元地址C.保存运算器运算结果内容D.保存正在执行的一条指令3.8086CPU中,由逻辑地址形成存储器物理地址的方法是BA.段基址+偏移地址B.段基址左移4位+偏移地址C.段基址_16H+偏移地址D.段基址_10+偏移地址 4.8086系统中,假设某存储器单元的物理地址为2ABCDH,且该存储单元所在的段基址为2A12H,那么该 存储单元的偏移地址应为0AADH.第3章8086指令系统与寻址方式寻址方式 立即寻址MOVA_,1090H将1090H送入A_,AH中为10H,AL中为90H存放器寻址MOVB_,A

13、_将A_的内容送到B_中 直接寻址指令中给出操作数所在存储单元的有效地址,为区别立即数,有效地址用括 起. 例:MOVB_,3000H将DS段的33000H和33001H单元的内容送B_ (设DS为3000H) 存放器间接寻址把内存操作数的有效地址存储于存放器中,指令给出存放地址的存放器名.为区别存放器寻址,存放器名用括起.些存放器可以为B_.BP.SI和DI.例:MOVA_,SI 物理地址=DS_10H+SI或DI或B_物理地址=SS_10H+BP 存放器相对寻址操作数的有效地址分为两局部,一局部存于存放器中,另一局部以偏移量的方式直接在指令中给出.例:MOVAL,8B_ 物理地址=DS_1

14、0H+B_+偏移量 基址变址寻址操作数的有效地址分为两局部,一局部存于基址存放器中B_/BP,另一局部存于变址存放器中SI/DI例:MOVAL,B_DI物理地址=DS_10H+B_+DI相对基址变址寻址操作数的有效地址分为两局部,一局部存于基址存放器中B_/BP,一部 分存于变址存放器中SI/DI,一局部以偏移量 例:MOVAL,8B_DI物理地址=DS_10H+B_+DI+偏移量PUSH/POP 指令格式:PUSH源操作数/POP目的操作数实现功能:完成对存放器的值的保存和恢复 在执行PUSH指令时,堆栈指示器SP自动减2;然后,将一个字以源操作数传送至栈顶.POP指令是将SP指出的当前堆栈

15、段的栈顶的一个操作数,传送到目的操作数中,然后,SP自动加2,指向新的栈顶. PUSH指令的操作方向是从高地址向低地址,而POP指令的操作正好相反压栈指令PUSH执行过程:(SPSP-2 SP-1操作数高字节SP-2操作数低字节出栈指令POP执行过程:SP操作数低字节SP+1操作数高字节(SPSP+2 按后进先出的次序进行传送的,因此,保存内容和恢复内容时,要按照对称的次序执行一系列压入指令和弹出指令.例如: PUSHDSPUSHES POPES POPDS I/O指令INOUT 格式:INAL/A_,端口OUT端口,AL/A_ 直接寻址:直接给出8位端口地址,可寻址256个端口(0-FFH)

16、 间接寻址:16位端口地址由D_指定,可寻址64K个端口(0-FFFFH) INA_,50H;将50H.51H两端口的值读入A_,50H端口的内容读入AL,51H端口的内容读AH INA_,D_从D_和D_+1所指的两个端口中读取一个字,低地址端口中的值读入AL中,高地址端口中的值读入AH中 OUT44H,AL将AL的内容输出到地址为44H的端口 1.以下语句中语法有错误的语句是BA.INAL,D_B.OUTA_,D_C.INA_,D_D.OUTD_,AL2.执行PUSHA_指令时将自动完成BA.SPSP-1,SS:SPALC.SPSP+1,SS:SPALSPSP-1,SS:SPAHSPSP+

17、1,SS:SPAHB.SPSP-1,SS:SPAHD.SPSP+1,SS:SPAHSPSP-1,SS:SPALSPSP+1,SS:SPAL3.MOVA_,BPSI的源操作数的物理地址是C A.10H_DS+BP+SIB.10H_ES+BP+SIC.10H_SS+BP+SID.10H_CS+BP+SI 4.操作数在I/O端口时,当端口地址255时必须先把端口地址放在D_中,进行间接寻址.第4章汇编语言程序设计 程序的编辑.汇编及连接过程 汇编语言的程序一般要经过编辑源程序.汇编MASM或ASM.连接LINK和调试DEBUG这些步骤 第5章8086的总线操作与时序8086/8088工作模式8086

18、/8088典型时序1.两种工作模式两种组态利用MN/M_引脚区别 MN/M_接高电平为最小模式MN/M_接低电平为最大模式 两种组态下的内部操作并没有区别 两种组态构成两种不同规模的应用系统最小组态模式 构成小规模的应用系统,8086本身提供所有的系统总线信号. 最大组态模式 构成较大规模的应用系统,例如可以接入数值协处理器8087 8086和总线控制器8288共同形成系统总线信号,在最大工作模式中,总是包含两个以上 总线主控设备. 2.典型时序 总线周期是指CPU通过总线操作与外部存储器或I/O端口进行一次数据交换的过程所需要时 间.总线周期如:存储器读周期.存储器写周期,I/O读周期.I/

19、O写周期.总线周期一般有4个时钟周期T1,T2,T3,T4组成. 指令周期是指一条指令经取指令.译码.读写操作数到执行完成的过程所需要时间.8088的根本总线周期需要4个时钟周期4个时钟周期编号为T1.T2.T3和T4总线周期中的时钟周期也被称作T状态时钟周期的时间长度就是时钟频率的倒数当需要延长总线周期时需要插入等待状态Tw3.1存储器写总线周期 T1状态输出20位存储器地址A19A0IO/M_输出低电平,表示存储器操作;ALE输出正脉冲,表示复用总线输出地址 T2状态输出控制信号WR_和数据D7D0T3和Tw状态检测数据传送是否能够完成T4状态完成数据传送 2I/O写总线周期T1状态输出1

20、6位I/O地址A15A0IO/M_输出高电平,表示I/O操作; ALE输出正脉冲,表示复用总线输出地址 T2状态输出控制信号WR_和数据D7D0T3和Tw状态检测数据传送是否能够完成T4状态完成数据传送 3存储器读总线周期 T1状态输出20位存储器地址A19A0IO/M_输出低电平,表示存储器操作;ALE输出正脉冲,表示复用总线输出地址T2状态输出控制信号RD_ T3和Tw状态检测数据传送是否能够完成T4状态前沿读取数据,完成数据传送 4I/O读总线周期 T1状态输出16位I/O地址A15A0IO/M_输出高电平,表示I/O操作; ALE输出正脉冲,表示复用总线输出地址T2状态输出控制信号RD

21、_ T3和Tw状态检测数据传送是否能够完成T4状态前沿读取数据,完成数据传送 第6章存储器系统随机存储器RAM(randomAccessmemory)存储器中的信息能读能写,且对存储器中任一单元的读或写操作所需要的时间根本是一样的.断电后,RAM中的信息即消失只读存储器ROM(readonlymemory)用户在使用时只能读出其中信息,不能修改或写入新的信息,断电后,其信息不会消失.主存储器设计字扩展地址空间的扩展.芯片每个单元中的字长满足,但单元数不满足扩展原那么:每个芯片的地址线.数据线.控制线并联,仅片选端分别引出,以实现每个芯片占据不同的地址范围位扩展当构成内存的存储器芯片的字长小于内

22、存单元的字长时,就要进行位扩展,使每个单元的字长满足要求位扩展方法:将每片的地址线.控制线并联,数据线分别引出连接至数据总线的不同位上字位扩展:假设已有存储芯片的容量为LK,要构成容量为MN的存储器,需要的芯片数为:M/LN/K片选信号的产生:全译码.局部译码.线性译码.全译码:片选信号由地址线所有不在存储器的地址译码产生.地址唯一局部译码:片选信号不是由地址中所有不在存储器上的地址译码产生.地址不唯一,一个单元可能有多个地址线性译码:以不在存储器上的高位地址线直接作为存储器芯片的片选信号.地址不唯一存储容量是指一块存储芯片上所能存储的二进制位数.假设存储芯片的存储单元数是M,一个存储单元所存

23、储的信息的位数是N,那么其存储容量为MN.1.如图是某一8088系统的存储器连接图,试确定其中各芯片的地址空间 D7D0WRRDVccA17IO/MA19A18A16A15A14A13A0A12A0CE2CE11#6264WEOED7D0A12A0CE2CE12#6264WEOED7D0A13A0CE27128OED7D0G1Y0G2A1G2BCY4BA74LS138111A13Vcc 解:127128是ROM,没有WR,Y00选中该片; 该片14条地址线,其根本地址0000000000000011111111111111;高6位:A19A1800;A171;A16A15A14000 所以27

24、128地址范围:0010000000000000000000100011111111111111即_0H23FFFH解:26264是SRAM,13条地址线,用2片,根本地址00000000000001111111111111;16264的高7位:A130且Y40有效选中此片,那么A16A15A14100;A19A180;A171;16264地址范围:0011000000000000000000110001111111111111即30000H31FFFH26264的高7位:A131且Y40有效选中此片那么A16A15A14100;A19A1800;A171;26264地址范围:00110010

25、00000000000000110011111111111111即3_H33FFFH 1.256KB的SRAM有8条数据线,有B条地址线A.8B.18C.10D.24解析:256KB=2的18次方B,所以需要18条地址线2.在内存储器组织中用全译码方式,存储单元地址有重复地址值.FP211第7章根本输入输出接口I/O接口电路的典型结构CPU数据总线DBI/O接口电数据信息数据存放器地址总线AB控制总线CB状态信息外设状态存放器控制信息控制存放器 CPU与外设之间的数据传输方式 无条件传送方式.查询传送方式.中断方式.DMA方式.传送方式的比拟: 无条件传送:慢速外设需与CPU保持同步查询传送:

26、简单实用,效率较低 中断传送:外设主动,可与CPU并行工作,但每次传送需要大量额外时间开销 DMA传送:DMAC控制,外设直接和存储器进行数据传送,适合大量.快速数据传送 DMA控制器8237A 8237工作方式:单字节传送方式DMA传送类型DMA读DMA写 DMA控制器8237A 数据块传送方式请求传送方式 DMA检验 级连方式 每个8237A芯片有4个DMA通道,就是有4个DMA控制器;每个DMA通道具有不同的优先权;每个DMA通道可以分别允许和禁止;每个DMA通道有4种工作方式;一次传送的最大长度可达64KB;多个8237A芯片可以级连,扩展通道数 简述CPU与外设之间的数据传输方式有哪

27、几种? 第8章中断控制接口中断的根本概念:所谓中断是指CPU终止正在执行的程序,专区执行请求CPU为之效劳的内.外部事件的效劳程序,待效劳程序执行完后,又返回被中止的程序继续运行的过程.常见的中断源有:1外部设备的请求2由硬件故障引起的3实时时钟4由软件引起的中断处理过程:1.中断请求2中断判优3中断响应通常包括:保存断点地址.关闭中断允许.转入中断效劳程序4.中断处理1.保护现场2.执行中断效劳3.恢复现场5.中断返回8088CPU的中断系统INTn指令NMI非屏蔽中断请求CPU中断逻辑INTRIR0IRIRIR可1屏蔽2中断3请求8259A中断控制器INT3指令INTO指令除法错误单步中断

28、IR4软件中断IR硬件中断图8086中断源 查询中断的顺序由高到低 软件中断除法错误中断.指令中断INTn.溢出中断INTo非屏蔽中断NMI可屏蔽中断INTR单步中断 8088的中断向量表 中断向量表:中断效劳程序的入口地址首地址的表格中断效劳程序的入口地址=中断类型号_4 逻辑地址含有段地址CS和偏移地址IP32位 每个中断向量的低字是偏移地址.高字是段地址,需占用4个字节8088微处理器从物理地址000H开始,依次安排各个中断向量,向量号也从0开始256个中断占用1KB区域,就形成中断向量表 8259A的中断工作过程和工作方式工作方式 1.中断嵌套方式全嵌套方式.特殊嵌套方式 2.循环优先

29、方式优先级自动循环方式.优先权特殊循环方式3.中断屏蔽方式普通中断屏蔽方式.特殊中断屏蔽方式 4结束中断处理方式自动中断结束方式.非自动中断结束方式5程序查询方式 6中断请求触发方式边沿触发方式.电平触发方式8259A的中断工作过程? 8259A的编程包括初始化命令ICW1ICW4和操作命令字OCW1OCW3初始化命令字规那么:必须按照ICW1ICW4顺序写入,ICW1和ICW2是必须送的ICW3和ICW4由工作方式决定 8259A的级联:n片级联可以控制7n-1个中断1.8086CPU响应中断请求的时刻是在B A.执行完正在执行的程序以后B.执行完正在执行的指令后C.执行完正在执行的机器周期

30、以后D.执行完本时钟周期以后2.8086的中断向量表B A.用于存放中断类型码B.用于存放中断效劳程序入口地址C.是中断效劳程序的入口D.是断点 3.假设可屏蔽中断类型号为32H,那么它的中断向量应存放在C开始的4个字节单元中A.00032HB.00128HC.000C8HD.00320H4.8259A中断屏蔽存放器为BA.IRRB.IMRC.ISRD.PR5.INTn指令中断是C A由外部设备请求产生B.由系统断电引起的C通过软件调用的内部中断D.可用IF标志位屏蔽的6.某8086微机系统的RAM存储单元中,从0000H:0060H开始依次存放23H.45H.67H和89H四个字节,相应的中断类型码为BA.15HB.18HC.60HD.C0H 解析:开始的物理地址为0000H+0060H=60H,60H=中断类型号_4 7.8086CPU可屏蔽中断INTR的中断请求信号为高电平有效.T 8.中断向量在中断向量表中存放格式为:较低地址单元中存CS,较高地址单元中存放IP.F 9.假设中断向量表从0200H开始的连续4个单元中存放某中断效劳程序入口地址,那么相应的中断类型号为80H 10.8259A的4个初始化命令字ICW1ICW4的写入方法为顺序写入,其中ICW12为必须写, ICW34为选写初始化命令字 11.80_86的中断系统有哪几种类型中断?其优先次序